Realization of a novel metallic resource recovery technology by introducing the advanced molecule biotechnology method

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新型コロナウィルスによる感染症の流行状況により、本研究が計画した技術取得・技術移転のための研究代表者の簡と学生の台湾渡航は今年度もまだ実施できなかったが、日本国内にて既存の遺伝子工学手法による金属吸着微生物の構築を継続したとともに、金属応答性のある生物機能の探索を行ってきた。レアメタルのニッケルを対象とし、ニッケルイオンに結合するタンパク質NikAとRcnRの遺伝子を大腸菌のゲノムから取得し、これらのタンパク質を細胞表面に発現する組換え酵母を作製した。NikAを発現する酵母は、ニッケルに特異的な吸着性を示し、1-1000ppmの濃度において吸着能を示したことがわかった。RcnRを発現した酵母は、NikA発現株と比べると同濃度でのニッケル吸着量が少ないものの、瞬間吸着量が大きいため、低濃度、短時間で吸着できる、両者それぞれの特徴を掴めた。その他、レアメタルのセレンを含有する環境試料から、セレン還元・回収できる微生物の集積培養および単離を開始し、セレン還元微生物の単離を成功している。一方、半金属のヒ素に対する生物蓄積に寄与する生物間作用を共同研究先の台湾中央研究院と解析し、ヒ素の超蓄積植物モエジマシダの根圏に存在する代謝物Pterosinがヒ素の吸収に寄与する微生物のProteobacteriaを誘致していることを示唆した。また、同じく台湾中央研究院との共同研究として、以前もらった組換え枯草桿菌と酵母株を用いて、モエジマシダのバイオマスをエタノールに効率的に変換できる微生物の組み合わせを見出した。これらの研究成果は、合成生物学による物質転換は、今後資源循環にも大いに期待できることを示唆した。